JPS5945098A - 多電極サブマ−ジア−ク溶接法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高速で’ｌ＆　Ｉ！ＪＥのすぐれた溶接金
属を得ることができる大径鋼管４Ｉ｛』菅ｍｖど用多ｒ
Ｌｉ：　（’．λＺザプマージアーク溶接法に関する。

大イギラインバイプの製管溶接（は通常、■外面〃）ら
の仮イー１溶接、■同面不溶」゜＆、■外面不溶｛′）
γ、の３つからなる。ここで仮イス１浴４′ど＆：ｌ：
　２〜（惇”／ｍｊ．ｒｌの高速で浴１べし２て問題Ｃ
ＩＳない。周知のとおり本ｆ行接はサフマージアーク溶
接法によるのが通例であるブノ３、この場合、１インチ
を越える１９，肉のラインパイプを対象とするような場
合（／Ｃば、１’Ｋｌ”１６ｊ浴｝校注では、通常溶接
速度がｌ　Ｉｒｊ，／Ｈｌｉη以下でないとハンビンク
ビ〜ドか発生し、安定しだ浴接が不ＬＩＪ’　ｉ）ｊツ
となる、つタこり高速溶接が望めない。

このようなことから最近では、大径フィンパイプの製管
溶接には、８電極以上の多電１′Ｉ恒ザプマージアーク
溶接法を採用することが一般化した。すなわち、多′暇
極とすれば、先行つる第１極目で浴刀１した湯を後行の
１栖以上の電｛寅によるアーク力で抑える形の溶接が可
能となり、高速での溶接が実現できる。

ところが、この多電１．′じ：にｊ　ｔ’ｉ、商アμｌ
′；・昌メ２−ｔは、必然的に溶面１池プールの長δブ
））人きく　２ｉ：るため、ヌフクーメタル反応によっ
て（１−日ぺ＜１；・居中Ｖ（合剤れる酸素ｍｌが増す
結果となる。【１を接金り県中のｌ；な”；Ｙ：　：Ｅ
ｌｉの増加は溶接金属の・°１・贋１．劣化に的結する
。

Ｌ　カルＶＣ、’同−出１ｉＡ１　人ＶＣ、Ｊ：　ツテ
ｌ！ｊ、Ｋ　４．’ｌ’　；Ｆ’ｌ’　出１（ｉｔｊ済
みの「ザブマージアーク７Ｖｉ　４：’：用どこ行ｚｉ
！ｌｉイ１ｊｊフフツクヌ」（特にｉｐ’！昭５６−１
５３１８６づ）ｖＣｆ糸るフラックス（以下、その組成
上のｊｌ、ｌ、ＨＴ−１“（かり、ｊｔ−：Ｊ　Ｃａ、
）”−フラックスと呼ぶ）を使用するならば、；：Ｂ　
］、　ｉ＜１ｔｅ）Ｖこ示す如く、通常の中性フラック
スや鳩Ｊｒ１．：１−′１゛フフツクヌを使用した場合
（それぞれ同図（Ａ）　、　（，１ＩＶＣ示す）ｊ二り
も溶接金属中の酊ノ素矩プハ低’ｔｋ！：千わ７、？ｉ
ｔ　Ｉ・Ｖ数か４木まで、溶接金属中の酸；ト、Ｈ，＋
を４．　Ｏ（１１）’ｊ）Ｉ１１以下の低レベルに維持
できるととプ）ｉ１本発明借らのｌＲ１１・なにより確
認てれた。つ甘り、このフラックスを使用すれば、多電
（貿で高速溶接を行っても、高１１・彊主の溶接金属が
肯られるわけでＸ・る。ところが、」１記の溶融型フラ
ックスは、Ｃａ、Ｅ’−の含ｆ−ｉ’　ｆ（’ｃか高く
（２０〜６０　Ｗじ芝６′）、アーク１１」点り刀入′
１区月’、’ｈ’　ＩｉＰ　＜　’１す、アーク発生か
や−や不安定になりがちでパ′・）る。

したがって多電：（窃高速浴接をイ１つとアークの不安
５’ｒ−ＪＣらくる手垢なスフクインクルージョン、、
晴、１．干増加する欠点をもってい７′仁。

本発明渚らは、」二記高ｅａセ゛λ溶’ｌ’Ｎ＋！Ｉ！
型フラツクヌをイ史月１する多？匡（”１に（→ナフ゛
マージアーク隋１妾におけるアークの安定ｌ／１′を高
める方法の開発を意ｌン１して、鋭惹実１；發、徐開を
進めたれ１．果、ソリッドワイヤと組み合せ、かつ上記
多電梼（溶接において先行電極に直流電源を使用するこ
とが、安定したアークを得る」二できわめてイ１効なこ
とを見い出した。周知の如く、ザブマージアーク溶接で
は全ての屯１＊−（／ｃ交７１′１０を使用するという
のが通例的なわけであるが、上記のように先行型Ｉｊｉ
Ｈに直流を用いれば、吐ず当該型ｆ、ｆ、、によるアー
ク自身が消弧現象のない直流アークになって安定化する
。この点は云う迄もないことであるが、この場合更に、
先行型（なく位置で継、ｆ売約に金属蒸気場か生み出さ
れ、後行電植（はこの金屈蒸気場においてアークを発す
る形となる。この金た１、・１蒸気場Ｉｌ：Ｊ、’再点
弧電圧の低下ＶＣ効果的に寄与するものであり、このた
め先イ了′山１１・１（にのみ市、流を用いれば、後行
の交流アーク１でか安定ｔ’ｌ°な・増す村（果となる
のである。この場イ）−１安定して金１萬蒸気坊゛ｉを
形成δせるＶＣ＆、ｌ’ソリッド゛ワイヤが右利−〇あ
る。なお、先行電極にだけ直流（「テ用いるのでめれば
、ＩＩＨ〒接アークどおしの干渉が間！パすとなるよう
なことがないのも云う迄もない。

すなわち本発明（ｌ」：上記知見にＪ、にづくものであ
って、その要旨とするところＩ（Ｊ、以Ｉゞの如くであ
る。

１、ｌｌｊ：　ｈ’Ｔ、％で、Ｓ’１０１ｚ　５−２５
９６’、Ｍｒ＋ＯＯ，５−１５３’ｉ１、ＣａＯ３〜２
５％、ＭｇＯ５−２０光、Ａ］２０Ｊ２−２０％、Ｔｉ
０．２２〜１０％、ｌ）尤０１〜５９６、Ｃ−：ｔａ、
１１２２０〜６０％に、更に必要に応じ１３．フ０３０
．１〜１５％を含み、残り不可避的不純物からなり、（
（シ＋）　０−１−　Ｍ４・；０）／５ｉ−０，２−１
，５〜３，０　を満だ−４−ｔキ骨、□：（）（：］フ
フッツクとソリッドワイヤケ用い、先行７１’ｉ：　Ｊ
？、＋ｉ　ｖＬＣ直１ｔｉｉ：　ｉ市渕１を用いること
を特徴とする大径鋼管ｊ・！！管溶接用多電極ザブマー
ジアーク請４や〉法。

本発明の方法に使用１−る俗ｔ、４１１ｊ型フフツクヌ
の成分限定の理由る・、次に述べる。

Ｓｌ−○コニノックのガラス化に不ｊＴＪ矢なものであ
り、含有１１１が５％未満ではそのガラス化の作用が不
十分であり、他ノＪ゛これブパ２５％ケ越えると再点弧
電圧が１゛□１“１ぐなりすぎる。

ＭｎＯ：スラグの流！Ｉ！／Ｉ性を向上でぜる効果／ノ
・あるが、０．５％未満では十分な効果ブバ得られず、
寸だ１５％を、膜える含有は淫を接金１．１バの９・り
性低下を招く。

ＣａＯ”、　Ｓ’ＬＯｘ添加によって生ずる５−ｉ−０
１のネットワークをｌｉ：ｌｉち切って１１］点弧７１
ヱ圧を低める作用か６るズバ、含有：１け３５５２６未
満で（は効果上不足で４）シ、２５％をｊん１うえると
溶接作業ｉ生に害を及ぼず。

■舅ｐｏ　：　ＣａＯ同１様、再点弧電圧を下ける作り
月を有し、５％以」二の含有で有効であるが、２０％を
越える含有は融点の上昇につながり、作業性の悪化な来
だす。

Ａ／、ｚ０３：溶接作画性の改善に有用であるとともに
、スラグのガラス化に寄与するものである。し７Ｊ１シ
ながら２％未満の含有用では十分な効果が期待できす、
他方２０％百二越えると高靭性の浴接金属を得ることか
で＠なくなる。

Ｔｊ−０，ｚ　：ヌヲダσノ流Ｑｒ、Ｉ１１ソＩＨｉ２
．調整する作用がある。

２％未満ではイ１効とは云ぐず、１０％な・・１摺える
’ｉ”ｊ、ｏ−２はノックのカフス化祈困’）１：ｌ　
Ｖ（する７、Ｂａ、Ｏ：　ヌラ／）山点並ヒＶＣ７＋：
ｔ’　！ＩＩＩＪ　Ｐｌ？＋　１ｌｌｌ’ｌｌ　！Ｇ＋
するのに必要なもので、１夕σ以上／Ｉ：いとその庖カ
Ｊ１！１°か発押芒れない。反面、５％越ぐ−でＱ−１
ヒーＦ夕１、鮎（の思（化を来だす。

Ｃａセ゛、２：　Ｃ４Ｃ４金属中’７）　Ｎｊ？　＋ｎ
１イ１トノ低７ｆｉ”’−Ｋ　イ、ｉ効−Ｌあり、とく
にザブマージアークγｅｐ　Ｊ’１３において〒ｌ’ｌ
：　（：ｌＩ数を４本亥で増しても、４’ｉ　Ｊ、ン金
１．１ｊ”中の１：・イ９（・、含合用ｋ　４００　ｐ
ｐｍ以下ＶＣ４１ｉｔ　Ｊ”＋゛Ｌ　テ、ｆ’＋　イ１
１鳩ｆｕ°ｉ　ｌ同１’ｌ　ｉイ１．１保できるように
するたん、）にＵ“、２０り０以上の含イ″ｌが必要で
ある。一方、これ／ン・６０％ヲ、（式えるとアークが
不安定となり良好なビート′外ｉｉ：”Ａが得られない
。

この理由から、Ｃａ、Ｆ、２の含イ１１・１を２０〜６
０％とした。

８．２０３：これは浴１妾金Ｆｌ’、’１中に［〕とし
て」゛・“Ｊプ１．され、この［）ハ固溶状態で存在す
るときオーステナイト粒界に偏析して粒界エネルギーケ
士けることから、オーステナイト’）ｒａｆ界〃＼らの
初析フェライトの生成イ℃抑え、均一微細フェライトの
形成に寄、！７′する。

ただしこのような効果を発Ｊ′ｌｉｉさぜるためには、
」３／ノ晴を接金居中に存在するｌ’：Ｔｈ２素やＷＣ
素と結びついて析出物を形成することを１１）ｊぐ必要
がある。１−）か析１川物となるのケ防ぐ上でＵ−１ｌ
ｒｔ接金Ｊ７ｊ５　ｒｌｌのｉ：ｌｉｊ□、’ｊ”１７
．”、。

（ｚｉｆｆ素の琵を少なくすゐことが有効であり、この
方ヌ」１１を制限した上で、上記効月」を得るだめには
、０、１％以上の８．２０３添加か必要である。しかし
ながら反面、含イ１罪が１．５％を越えると、ｈｔ接金
１、ユ＆に割れが発生するようになる。

（ＣＦ〕、、Ｏ−１−ＭｇＯ）、／ｓ　１０ｒ　：　こ
のイ直が１．５１１：ｌ：ｊでは、再点弧電圧が１外し
て、安定したアークを得ることズパできなくなる。反ｎ
’ｉ７．３０を越えるとノックのガラヌ化が得１ｌ）１
［〈耽って作″１“′性が阻害でれる。

次に、本発明の効果を天（／ＩＩ　？−掲げてｉｉＹ’
細にＭ’＋１！明する。

第１表に示す化学成分イトもつｒ）　５　ｔｌｉ　Ｉ□
１１フインノ（イブの製′１で本溶接オ、８１５２表に
７ｌ−１−ｆ　Ｊｌｌｉ々σ）斉２イ／１−σ）ザブマ
ージアーク溶接ｌノ、によりイｊなった。’ｒ：ｊ’％
　２表中、フ９ツクヌＡ　−Ｆの成／ｌルｌ−それぞれ
第３表に示すとおりであり、寸た゛］−シ＋’、１１γ
のｃ訂、付１ｉａｒ″；Ｃ，アーク電圧げ、■乃２１′
−，４の各軍（”７１掲＜’ｔ、ｉりに、第４表に示す
値で一定とした。使用’Ｔ：、ｉ：、　ｌｉ’：：の１
・１１別１ｒｌ’、、第２表に示１−と」？りである。

得られたビーＦの形状とｉ’ｉ’Ｆ　、ｌ’、：；金１
．１ご：中の酸−（・４含イ：１量、１Ｍ性を調査し、
結果を第２表のイＩ（：、□１に示しだ２１′合接金人
ＩＪ６の・・°・Ｖ１三（Ｃ１ニ、シャルヒ゛Ｈ（，１
，ｉ　、ｊ）ｊｌ、、　、；式Ｉ・・爪■ノ゛ンチ、−
４，，５’Ｃ）による吸収エネルギー１１：：＋である
。ビード形状について、○：良θ丁、△：　ｆｌＩ’々
豊い、×：悪い、ケ各表わす。

第　　　　　　８　　　　　　−＋’く第４表 Ｑｊ’ｙ　２表において、（１）は従来の中１生浴副＜
　ｌｌ、’、１」フフツクス治：用いて２電（１１（溶
接を行なった例であるが、このｆａ接では１．０　”／
１ｎｉｎの浴Ｊ妾Ｊ止反で良幻なビーＦが有られるもの
の、溶接金ｊ萬中の酸訃鍔、’１ｌ１００ｐ　ｐｌＴ１
ケ１１えるため浴接金入り４の高靭性は期１．Ｔできな
い。（２＋　＆、１同上フッツク７、ヲ用いての３７１
ｆｌ“１℃（ｎ＃　ｌ＞、の例で、この場合２．５　ｍ
Ａｎｉｎの高速では、ビート゛形状、ｈｔ佇−金１．・
１、（の靭性の何れの点でも良い結果は得られ厚い。（
３）は１シ：１常のｊ７ｎｌ　Ｊｊ＜性の溶融型フラッ
クスで、本発明法Ｋ　ｊｊＶいて第１電ＩＶＡに１）０
不二採用して４７ｉｔ’４？ｉ’ａ接を行１つだもので
、ｎ４４電ｇ　４度２．２”／ｒｎ］ｎの高速でも、ビ
ート゛形状は良好に即行δれるが、この場合、低酸素含
有量の溶接台１１イ（は得Ｃっれず十分′ｆｒ、靭１ト
１が望み１°、（ない。一方（４）に、本発明に裁く高
０酊１゛コ溶融型フフツクヌを使用して、通常の３％　
ＩＱ　ｉ客１と１火施しだ例である／ハ、このような溶
接の１１・１合、溶接台Ｌ・、Ｓの靭性については間１
！力ないか、安５Ａ２したビード形状が得られない。寸
だ（５）は」−記１３のフラックスによるｌ電極溶接の
例であって、０、９　＋１１／ｎ］箱の溶接速度ですで
にビー１’形状が悪化し、高速溶接は望むべくもない。

こソ１．らｖＣ，Ａ’　Ｌ（Ｇ）　−０’ｌ）’ｄ、本
発明ｖｃ　Ｊｌ（イＴ高（（ａ１°゛コどｄ融型フフツ
クヌＣ〜１・゛使用の−１・１、先イＩ”ｉｊｊ　（：
ｉ＋（に１）ＣＴＪｙ源を用いる多′市（９・・（３〜
４）ｉ′１；ｊ　１Ｂ、螢ｃ　？　Ｉ′／７：つたもの
であって、本発明法では、１３〜２．４１１ｉ／′Ｔｌ
ｌ　１−１１の高速で、十分良〃ｆなど−ト゛〃言１１
らｊＬ、　ｔ〜かもｈン１炙金庁１中の「ｉター：・ミ
含有量も４　（１（１円〕１月以−１ゞに抑制さｉｔｌ
すぐれたへ籾１生が＋ｉ、Ｉｌ　（呆できＺｌことが明
ブハで矛）る。

以上にＮｊ：ｔ！明した如く本発明の多°山ｆ、’；１
−ｔＪゾマーシアーク俗接法によノしば、高ルば沿１よ
ｔ良好ろビート形状とともに、すぐれた・Ｙ・別ｚｌ、
のｆｒ’ｒ　４’λ金ｌＡｌ５を・得ることかｒｉＪ能
で冴）す、したがって不発明月、大径フィンパイプのｊ
ｊｊｌｊ　ＩＦ浴接用として実用１１１１百ｊｉ’＋の
きわめて大なるものと云うことができる。

【図面の簡単な説明】

２：Ｓ１図（Ａ、）　、　ＱＢ）　、　（Ｃ）は、ザブ
マージ／１°ｉ接におけるフラックスの種類、電ｊＸ−
ｉ数と斤メ４，２′金属中の１１：！、素（１１との関
係を図化したものて、（へ斤１：中１′１″フフックヌ
、（ｉｌ）　ｕ　塩、ｌ衣１４）：フラツクス、（（２
）ｆ□ｊ’、’＋°ｉ％　ＧＢ、ｌ”、ｘ　７　”７　
ッ’）　ス、ｉＣそれぞれ使用した」ル１、今治゛示し
ている。 第１図 を極数 手続補正書（方式） 昭和５７年１２月＋５日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願＠１５７３８３　＋ｊ′２　発明の名
称゛ 多７１１極→ノ゛プマージアーク溶接法３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　大阪市東区北浜５丁目１５番地名　称　（
２１１）住友金属工業株式会社代表者　熊谷典文 ４、代理人 住所　　大阪市東区瓦町５Ｕ目４４番地（人ｌ°１１ビ
ル）１」中 ５　補正命令の日付 １　ハ、１ （７１１類発送日　昭和５７年１１月３０　日）ｙＳ＼
１＼明細四の「［肉面のｆｉｉ〕？ｌｉ−な１（１１１
，明」の欄７、　補正の内性 （１）　　明ホｌｌ　ｐｉの２′１０３頁？１目６？ｉ
−が岨〕回；：ｉシ１フイｊにかけて「第１１？＜Ｉい
）、（丁３）　、　（１）［、−リ−，ｉ’−ｉ　　’
＃＃）、シニおけるフラックスの種類、・・・」とある
のを「２１５１叫に、サクマーシアーク嬉２フにおＣプ
るフラックスの石ｉｇｉ：ｌ’ｊ　、・・・」に袖止し
甘ず。 以−に 一４９：

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　’Ｕ−Ｃ量光で、Ｓ”１．Ｏ，ｒ　５〜２５
   又１．１ｖｌｎｏ　（１，５〜１５％、ＣａＯ５−２５
   ％、ＭＩに０５−２０％、Ａｌａ０３２’−２０％、　
   Ｔｊ−０，２２−１０％、　　口ｒ１．０　１　〜５　
   ／６、　Ｃａ、Ｆ’、ｚ２０〜６０％、残り不可〕１１
   （的不純物からなり、（Ｃａ、○＋Ｍｇ○）／　５ｊ−
   Ｏｐ　＝　１．５〜３０をン１：１：ｊたずｌ′（薔・
   ン：（〕（ＩＩフシ・ンクスとソリツドワイＡ−ｒ用い
   、先１１電極に直流電源を用いることを特徴とする人斤
   ♀ｌｉｆ、ｌ　’ト）・製管浴１′次用多”ｒＫ　ＩＴ
   ＜サブマージアーク請１２り法（２１％３　量９６で、
   ５１−０．２５〜２５タロ、Ｍｒ＋００．５−１．５％
   、ＣａＯ５−２５％、Ｍ（’、０５−２０９６、Ａ、２
   ．、ｚＯ３２−２０％、Ｔ’１０．２２〜１０％、ｌ−
   ３＋ｉ、０１〜５タロ、ＣＤＩ−（＋２２０〜６０％、
   Ｂ、２０ＪＯ，１〜１−、５　、！ｌ’６、賎り不１’
   ＋Ｊ’　ｉｌｌ的不純物からなり、（０ε〕、Ｏ−ｉ−
   ＭｇＯ）／ｒ；’ｔ、ｏ−・−１５〜３．０を満たす溶
   ％１１　ｉ１リフラツクヌとソリツドワイへ−を月１い
   、先行電極に直流電源を月１いる大径粁ｉｔ管製管溶接
   用多電（寞ザブマージアーク溶接法